Kas ir ultraskaņas sensors?

Šāda veida sensors parasti sastāv no viena raiduztvērēja bloka, kas spēj gan raidīt, gan noteikt skaņu. Šī ierīce rada skaņas impulsu, kas atrodas ārpus cilvēka auss dzirdes diapazona. Lielākā daļa cieto objektu atspoguļo skaņas viļņus. Raiduztvērējs izmanto taimeri, lai precīzi noteiktu, cik ilgā laikā ultraskaņas impulss “atlec” no objekta un tiek atgriezts ierīcē.

Skaņas vilnis parasti pārvietojas ar zināmu ātrumu. Telpas temperatūras gaisā šis ātrums ir aptuveni 343 m sekundē. Ja ir zināms gan ultraskaņas impulsu ātrums, gan laiks, atstarojošā objekta attālumu var novērtēt, izmantojot pamata matemātiskos aprēķinus. Piemēram, ja ultraskaņas sensors izstaro impulsu un uztver atstaroto signālu pēc sekundes desmitdaļas, objekts atrodas aptuveni 112 metru (10,4 m) attālumā.

Tomēr ultraskaņas sensors ne vienmēr ir precīzs. Vairāki faktori var pasliktināt sensora spēju precīzi izmērīt attālumu. Skaņas ātrums nav nemainīgs, bet var mainīties atkarībā no gaisa temperatūras un mitruma. Tas nozīmē, ka ļoti silti vai ļoti auksti apstākļi var padarīt ultraskaņas sensoru neefektīvu.

Objekti dažādos veidos atspoguļo skaņas viļņus. Daži materiāli, piemēram, metāls, ļoti labi atstaro skaņu. Mīkstie materiāli, tostarp plīša audumi, bieži absorbē skaņas viļņus. Šāda veida sensora precizitāti var ietekmēt nosakāmā objekta veids.

Ultraskaņas sensoriem ir daudz pielietojumu. Rūpnieciskās iekārtas bieži izmanto šos sensorus, lai noteiktu objekta klātbūtni automatizētā rūpnīcā. Iekārta, kas paredzēta, piemēram, etiķešu uzlikšanai pudelēm, var izmantot ultraskaņas metodes, lai noteiktu, kad produkts ir vietā un gatavs apzīmogošanai. Drošības instalācijas izmanto arī skaņas sensorus, lai noteiktu nepiederošas personas klātbūtni. Šos sensorus var izmantot, lai izveidotu “virtuālu žogu” ap drošu zonu.

Medicīnas iestādēs bieži tiek izmantoti ultraskaņas sensori. Medicīnā izmantotie sensori ir precīzāki nekā lielākā daļa rūpniecisko ierīču, taču darbojas pēc tāda paša principa. Ultraskaņas attēlveidošanā tiek izmantoti augstas frekvences impulsi, lai noteiktu gan cietus objektus, gan atklātas vietas. Ar datoru savienots raiduztvērējs spēj izveidot attēlu, kas parāda šīs dažādās zonas, un medicīnas speciālisti to var izmantot, lai vizualizētu cilvēka ķermeņa zonas.